netX 6/51/52/100/500 Netzwerk-Controller für Feldbus und Real-Time-Ethernet-Master und -Slaves

netX6:

Der netX 6 ist ein Mitglied der Hilscher-Familie hoch integrierter Netzwerk-Controller mit einer neuen Systemarchitektur, die für Kommunikation und maximalen Datendurchsatz optimiert wurde. Durch den Anschluss über sein integriertes Dual-Port-Memory mit einer Busbreite von 32 Bit kann der netX 6 in Verbindung mit beinahe jeder 16/32-Bit CPU verwendet werden und deckt das gesamte Spektrum der industriellen Kommunikation von Feldbus-Systemen bis hin zu Real-Time-Ethernet-Systemen ab. Der integrierte 32-Bit RISC Controller führt die zeitkritischen Funktionen der unteren Schichten des Kommunikationsprotokolls aus und reduziert die nötige Bandbreite zwischen dem netX 6 und der Host-CPU. Umfangreiche Peripherie-Funktionen und serielle Schnittstellen wie UART, USB, SPI und I²C ermöglichen unterschiedlichste Anwendungen. Die Controller der beiden Kommunikationskanäle sind zweistufig aufgebaut und untereinander identisch. Sie bestehen aus dedizierten ALUs und speziellen Logikeinheiten, die über Microcode ihre jeweilige Protokollfunktion zugewiesen bekommen. Für Ethernet sind die PHYs integriert, so dass die externe Beschaltung sich für Ethernet auf passive Komponenten wie Überträger und RC-Glieder reduziert. Der Medium-Access-Controller xMAC sendet bzw. empfängt Daten gemäß dem jeweiligen Buszugriffsverfahren und kodiert bzw. konvertiert diese in eine Byte-Darstellung. Der Protocol-Execution-Controller xPEC fasst diese zu Datenpaketen zusammen und steuert den Telegrammverkehr. Große Datenmengen werden per DMA blockweise in bzw. aus dem Speicher der ARM transportiert, während für Statusinformation jedem Kanal ein Dual-Port-Memory zur Verfügung steht. Alternativ ist eine Tripple-Buffer Logik implementiert, die für einen konfliktfreien Datenaustausch immer die Adresse des nächsten freien Puffers liefert. Mit den intelligenten Kommunikations-ALUs realisiert der netX die unterschiedlichsten Protokolle und Protokollkombinationen in einem Chip - ein absolutes Novum in der industriellen Kommunikationstechnik.

netX51/52:

Real-Time-Ethernet Systeme werden mittlerweile in vielen Applikationen erfolgreich eingesetzt und weiterentwickelt. Damit steigen die Anforderungen an die Ressourcen und Funktionalitäten des Netzwerk Controllers. Die Netzwerk Controller netX 51 / 52 bauen auf die weiterentwickelte netX 50 Kommunikationsarchitektur auf, bei wesentlich mehr internem Speicher und zusätzlichen Funktionseinheiten. Dabei ist der netX 51 Hardware-kompatibel zum netX 50. Der netX 52 beinhaltet das gleiche Silizium, verzichtet aber auf einen externen Speicherbus und ist wegen des kleineren Gehäuses kostengünstiger. Damit sind diese Bausteine optimiert für den Aufbau von modularen oder kompakten Slaves oder als Real-Time-Ethernet Controller an einer Hochleistungs CPU. Des Weiteren kommen die neuen PHYs der Firma Renesas zum Einsatz, mit schnelleren Durchlaufzeiten und erweiterten Diagnoseeigenschaften. Durch den internen Speicher von mehr als 670 KByte sind in Verbindung mit einem kleinen QSPI-Flash sehr kompakte Lösungen bei doppelter Performance gegenüber dem netX 50 möglich. Für die Verarbeitung von schnellen IOs steht der Applikation eine zweite RISC CPU zur Verfügung. Diese arbeitet parallel zur ARM und entspannt deutlich die Anforderungen an die ARM Software bei kurzen Buszykluszeiten. Eine dritte Ethernetschnittstelle zum Anschluss eines PCs für Diagnose- und Konfigurationszwecke ist implementiert. Alternativ kann diese auch zum Anschluss des netX an eine Host CPU benutzt werden. Dabei verhält sich der netX wie ein PHY an dieser MII-Schnittstelle. Einige Real-Time-Ethernet Systeme verwenden die Objektmodelle von CANopen. Daraus resultiert die Aufgabenstellung CAN als “legacy“ Netzwerk an Real-Time-Ethernet System anzubinden. Bisher bedingte dies den Einsatz des teureren netX 100 Controllers mit seinen drei Kommunikationskanälen. Alternativ steht jetzt ein dedizierter CAN Controller zur Verfügung. Mit diesen Möglichkeiten ist der netX 51 / 52 weit aus mehr als ein Real-Time-Ethernet Interface Chip mit einem Dual-Port-Memory.

netX100/500:

Der netX ist ein hoch integrierter Netzwerk-Controller mit einer neuen, auf Kommunikation und maximalen Datendurchsatz optimierten Systemarchitektur.
Basierend auf die mit 200 MHz getaktete 32-Bit CPU ARM 926EJ-S verfügt er über Memory-Management-Unit, Caches, DSP- und Java-Erweiterungen. Der interne Speicher von 144 KByte RAM und 32 KByte ROM, der den Bootloader enthält ist für kleinere Applikationen ausreichend, während für Windows CE und Linux über den 32-Bit Memory-Controller Speicher extern mit SDRAM, SRAM oder FLASH erweitert wird. Die Anbindung an einen übergeordneten Host erfolgt über die Dual-Port-Memory-Schnittstelle, welche für stand-alone Applikationen auch als 16-Bit Erweiterungsbus konfigurierbar ist. Umfangreiche Peripheriefunktionen, serielle Schnittstellen wie UART, USB, SPI, I²C sowie der integrierte Grafik-Controller erlauben ein großes Spektrum an Einsatzmöglichkeiten. Jedoch erst der zentrale Daten-Switch und die vier frei konfigurierbaren Kommunikationskanäle mit ihrer eigenen Intelligenz sind das Alleinstellungsmerkmal des netX als ‘high end’ Netzwerk-Controller. Der Daten-Switch verbindet über fünf Datenpfade die ARM-CPU und die Kommunikations-, Grafik- und Host-Controller mit dem Speicher oder den Peripherieeinheiten. Dadurch übertragen die Controller ihre Daten parallel, im Gegensatz zu traditionellen, sequentiellen Architekturen mit nur einem gemeinsamen Datenbus und zusätzlichen Buszuteilungszyklen. Die Controller der vier Kommunikationskanäle sind zweistufig aufgebaut und untereinander identisch. Sie bestehen aus dedizierten ALUs und speziellen Logikeinheiten, die über Microcode ihre jeweilige Protokollfunktion zugewiesen bekommen. Für Ethernet enthalten zwei Kanäle zusätzlich einen integrierten PHY. Der Medium-Access-Controller xMAC sendet bzw. empfängt Daten gemäß dem jeweiligen Buszugriffsverfahren und kodiert bzw. konvertiert diese in eine Byte-Darstellung. Der Protocol-Execution-Controller xPEC fasst diese zu Datenpaketen zusammen und steuert den Telegrammverkehr. Diese werden per DMA blockweise über den Speicher der ARM ausgetauscht. Alternativ steht jedem Kanal ein Dual-Port-Memory für Statusinformationen oder als lokales Datenabbild zur Verfügung. Mit den intelligenten Kommunikations-ALUs realisiert der netX die unterschiedlichsten Protokolle und Protokollkombinationen und kann diese unabhängig von den Reaktionszeiten der CPU synchronisieren - ein absolutes Novum in der industriellen Kommunikationstechnik.

 

netX 6/51/52/100/500 Netzwerk-Controller für Feldbus und Real-Time-Ethernet-Master und -Slaves

Anbieter/Hersteller

Hilscher

Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH